進(jìn)廚房，學(xué)物理

姜桂祥　姜桂福

生活處處有物理，勤于思考皆學(xué)問。我們在廚房里，只要善于觀察，留心看一下其中的爐灶、用電器，以及做飯、炒菜中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象，就可以發(fā)現(xiàn)許多與物理知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象和問題。請看下面的實(shí)例。

一、廚房中的聲學(xué)知識(shí)

保溫瓶：往保溫瓶里倒開水，根據(jù)聲音就能判斷壺里水位的高低。由于水量的增多，空氣柱的長度減小，振動(dòng)頻率增大，音調(diào)升高。

例（2008?大連）往暖水瓶中灌水時(shí)，可以根據(jù)發(fā)出聲音的______________變化來判斷暖水瓶中水的多少；聽音樂時(shí)，我們能分辨出小號(hào)聲和鋼琴聲，是因?yàn)檫@兩種樂器發(fā)出聲音的______________不同。

解析往暖水瓶中灌水時(shí)，聲音是由瓶中水面上方空氣柱的振動(dòng)產(chǎn)生的，所以裝水越多，空氣柱越短，振動(dòng)頻率越大，發(fā)聲的音調(diào)也就越高。

答案：音調(diào)；音色。

二、廚房中的力學(xué)知識(shí)

1. 菜刀：菜刀的刀刃薄是為了減小受力面積，增大壓強(qiáng)。菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹花紋，使接觸面粗糙，增大摩擦。

2. 水壺的壺嘴與壺身構(gòu)成連通器，水面總是相平的。

3. 用高壓鍋?zhàn)鲲?，不但飯熟得快，而且還節(jié)省燃料。它的原理是在密閉的空間內(nèi)，產(chǎn)生高于外部大氣壓的壓強(qiáng)，從而使水的沸點(diǎn)升高，當(dāng)內(nèi)部壓強(qiáng)高于高壓鍋外面的大氣壓強(qiáng)時(shí)，壓強(qiáng)差就會(huì)把高壓鍋頂部的墜子向上頂起，從而實(shí)現(xiàn)平衡。

4. 瓶起子是利用了杠桿原理：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂。

例（2008?密云）下列說法中，正確的是（）

A． 我們能利用吸管把瓶中的汽水吸到嘴里，利用的是大氣壓強(qiáng)

B． 我們?nèi)粘Ｉ钪杏闷科鹱娱_瓶蓋，瓶起子是一個(gè)費(fèi)力杠桿

C． 菜刀鈍了在磨石上磨一磨，是為了減小壓強(qiáng)

D． 高壓鍋是利用增大壓強(qiáng)降低沸點(diǎn)的原理盡快煮熟食物的

解析瓶起子的動(dòng)力臂大于阻力臂，是一個(gè)省力杠桿，故B錯(cuò)誤；菜刀鈍了在磨石上磨一磨，是為了減小受力面積，從而增大壓強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；高壓鍋是利用增大壓強(qiáng)，升高沸點(diǎn)的原理盡快煮熟食物的，故D錯(cuò)誤。

答案：A。

三、廚房中的熱學(xué)知識(shí)

1. 磨菜刀時(shí)要不斷澆水，是因?yàn)椴说杜c石頭摩擦做功產(chǎn)生熱，使刀的內(nèi)能增加，溫度升高，刀口硬度變小，刀口不利；澆水是利用熱傳遞使菜刀內(nèi)能減小，溫度降低。

2. 煮食物并不是火越旺越快。因?yàn)樗序v后溫度不變，無論怎么加大火力，也不能提高水溫，結(jié)果只能加快水的汽化，使鍋內(nèi)水蒸發(fā)變干，浪費(fèi)燃料。正確方法是用大火把鍋內(nèi)水燒開后，用小火保持水沸騰就行了。

3. 冬天水壺里的水燒開后，在離壺嘴一定距離的地方才能看見“白氣”，而緊靠壺嘴的地方看不見“白氣”。

4. 液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐中的。使用時(shí)，通過減壓閥，液化氣的壓強(qiáng)降低，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，進(jìn)入灶中燃燒。

例1（2008?成都）如圖1所示，燒開水時(shí)壺口要冒出“白氣”，“白氣”的構(gòu)成是（）

A． 水蒸氣

B． 水蒸氣凝華形成的小冰晶

C． 水蒸氣液化形成的小水珠

D． 小水珠和小冰晶的混合體

解析錯(cuò)選A、B、D，原因是不知道水蒸氣是無色的，是人眼看不到的，不明白“白氣”產(chǎn)生的原因。燒開水時(shí)壺口要冒出“白氣”，這些“白氣”是壺中產(chǎn)生的水蒸氣遇到壺嘴外附近的冷空氣液化而成。

答案：C。

例2（2008?荊門）小明和小華分別用相同的灶具和鍋來煮雞蛋，兩人的鍋中都加入同樣多且足夠的水和同樣多的雞蛋。當(dāng)鍋中的水燒開后，小明仍用強(qiáng)火煮，小華改用文火煮，但仍保持鍋中的水沸騰，直到雞蛋煮熟。關(guān)于他們兩人的方法，以下說法正確的是（）

A． 小明的方法比小華的方法省燃料，且省時(shí)間

B． 小明的方法比小華的方法省燃料，但費(fèi)時(shí)間

C． 小華的方法比小明的方法費(fèi)燃料，但省時(shí)間

D． 小華的方法比小明的方法省燃料，兩人的方法所用時(shí)間相近

解析液體沸騰的特點(diǎn)是：達(dá)到沸點(diǎn)后繼續(xù)吸熱，溫度保持不變。由此可以看出，小華的方法比小明的方法省燃料，兩人的方法所用時(shí)間相近。

答案：D。

四、廚房中的電學(xué)知識(shí)

1. 電飯煲煮飯、電炒鍋炒菜、電水壺?zé)_水是利用電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，都是利用熱傳遞煮飯、炒菜、燒開水的。三腳插頭插入三孔插座，防止用電器漏電和觸電事故的發(fā)生。

2. 微波爐加熱均勻，熱效率高，衛(wèi)生無污染。加熱原理是利用電能轉(zhuǎn)化為電磁能，再將電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

3. 電冰箱是用來保存食物的電器，其原理是利用液體的蒸發(fā)要吸熱，從而降低冰箱的溫度，然后讓氣體進(jìn)入冷凝室液化放熱，這樣就把冰箱內(nèi)的“熱”帶到冰箱外面了。

例（2008?濟(jì)寧）生活處處有物理，勤于思考皆學(xué)問。只要你善于觀察，在廚房中你就可以發(fā)現(xiàn)許多與物理有關(guān)的現(xiàn)象和問題，請你用學(xué)過的物理知識(shí)進(jìn)行解答：

（1）李明發(fā)現(xiàn)媽媽切肉前總是先磨刀，目的是為了__________________________________。夏天，李明從冰箱里取出自己喜歡喝的“可樂”后，不一會(huì)就發(fā)現(xiàn)可樂瓶壁上出現(xiàn)了一層小水珠，這是由于___________________________。

（2）從廚房中你還能發(fā)現(xiàn)哪些與物理知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象？試舉一例（要求寫出現(xiàn)象或廚具名稱，以及所涉及的物理知識(shí)）：現(xiàn)象或廚具名稱：______________________。涉及的物理知識(shí)：____________________。

（3）一天，李明的媽媽買回來一只電熱水壺，裝滿水后就要插到電路中使用。李明發(fā)現(xiàn)后說：“別慌！”接著他先看了電熱水壺的銘牌（如表格），然后看了家中的電度表（如圖2所示），又看了家中此時(shí)正在工作的用電器有：100 W電視一臺(tái)、300 W電冰箱一臺(tái)、200 W電腦一臺(tái)、380 W洗衣機(jī)一臺(tái)。請你幫他計(jì)算說明，此時(shí)電熱水壺還能接入電路中使用嗎？

（4）一天晚上，李明用電熱水壺?zé)?，發(fā)現(xiàn)比白天燒開一壺水用的時(shí)間長。爸爸告訴他：現(xiàn)在是用電高峰期，電路電壓低。李明用電壓表測得電路電壓僅200伏。請你幫他計(jì)算，此時(shí)通過電熱水壺的電流和電熱水壺的實(shí)際功率各是多少？

解析（1）為了使刀刃更薄，減小受力面積，增大壓強(qiáng)。空氣中的水蒸氣遇冷液化形成的小水滴。

（2）注意：列舉的現(xiàn)象或廚具名稱要與物理知識(shí)有關(guān)；涉及的物理知識(shí)要與列舉的現(xiàn)象或廚具名稱相符。

（3）若將電熱水壺接入電路中，則電路的總功率：

P＝（100＋300＋200＋380＋1 000） W=1 980 W

電路中的電流：I== A＝9 A

因9 A<10 A，故電熱水壺可以接在電路中使用。

（4）電熱水壺的電阻： R＝＝Ω=48.4Ω；通過電熱水壺的實(shí)際電流：I=＝A＝4.13A；電熱水壺的實(shí)際功率：P＝UI＝200×4.13 W＝826 W。